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影響接觸角穩(wěn)定及接觸角滯后和吸附作用的因素

  接觸角在實(shí)際測(cè)量時(shí)應(yīng)該注意兩個(gè)問(wèn)題，平衡時(shí)間和體系溫度的恒定，當(dāng)體系未達(dá)平衡時(shí)，接觸角會(huì)變化，這時(shí)的接觸角稱為動(dòng)態(tài)接觸角，動(dòng)態(tài)接觸角研究對(duì)于一些粘度較大的液體在固體平面上的流動(dòng)或輔展有重要的意義，因粘度大，平衡時(shí)間長(zhǎng)。同時(shí)對(duì)于溫度變化較大的體系，由于表面張力的變化，接觸角也會(huì)變化，因此，若一已基平達(dá)平衡的體系，接觸角的變化，可能與溫度變化有關(guān)，簡(jiǎn)單判斷影響因素的方法是：平衡時(shí)間的影響一般是單方向的，而溫度的波勸可能造成接觸角的升高或降低。除平衡時(shí)間和溫度外，影響接觸角穩(wěn)定的因素還有接觸角滯后和吸附作用。

1、接觸角滯后

前進(jìn)接觸角和后退接觸角

  前進(jìn)接觸角，經(jīng)液固界面取代固氣界面后形成的接觸角為前進(jìn)接觸角，如將固體板插入液體中，后退接觸角則相反，即以固氣界面取代固液界面后開成的接觸角叫后退接觸角。如水滴在斜玻璃板上，流動(dòng)可形成前進(jìn)接觸角和后退接觸角。

2、接觸角滯后及原因

指前進(jìn)接觸角與后退接觸角之差稱為接觸角滯后。造成接觸角滯后的主要原因有：

A表面不平：表面不平也是造成接觸角滯后的主要因素，若將一塊玻璃粗化后，將一水滴滴在傾斜的玻璃上，則出現(xiàn)接觸角滯后。對(duì)可潤(rùn)濕的金屬表面，表面經(jīng)過(guò)打磨粗化后，可使?jié)櫇裥宰兒茫珉婂儠r(shí)需表面充分潤(rùn)濕，而對(duì)于不潤(rùn)濕的固體表面。表面粗化將使接觸角變大，潤(rùn)濕性變差。

B表面不均勻：表面不均勻是造成接觸角滯后的一個(gè)重要原因，若固體表面與液體親合力不同的兩部分組成，則對(duì)復(fù)合表面的接觸角與對(duì)兩種純固體表面成分的接觸角關(guān)系產(chǎn)生變化。實(shí)踐證明，前進(jìn)一般反映與液體親合力較弱的那部分固體表面的潤(rùn)濕性。因此，前進(jìn)接觸角越大，而后退角反映與液體親合力較強(qiáng)的那部分固體表面的性質(zhì)，因此，后退接觸角較小。對(duì)于一些無(wú)機(jī)固體，由于表面能較高，因而極易吸附一些低表面能的物質(zhì)而形成的復(fù)合表面。因此，造成液體對(duì)這種復(fù)合表面形成的接觸角滯后現(xiàn)象，可見，欲準(zhǔn)確測(cè)定一種固體的接觸角，必須保證固體表面不受污染。

固體的潤(rùn)濕性：

  從潤(rùn)濕議程可以看出，當(dāng)接觸角小于90度，可潤(rùn)濕?？梢姷捅砻鎻埩Φ囊后w容易潤(rùn)濕高表面能的固體。表面張力大于100mN/m者稱為高能固體，這些固體易被液體所潤(rùn)濕，如無(wú)機(jī)固體，金屬及其氧化物等。

  表面張力低于100mN/m稱為低能固體，這類固體不易被液體所潤(rùn)濕，如有機(jī)固體，高聚物固體。一般的無(wú)機(jī)物固體，陶瓷金屬的表面能約在500-5000mN/m。其數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般液體的表面張力。因此，液體與這類固體接觸后，使固體的表面能顯著降低。